TW201100707A - Automatically configuring of a lighting - Google Patents

Description

201100707 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一照明的自動配置，且特定言之，係關於 利用一網路化照明系統建立追隨—人員的一照明。 【先前技術】 追隨一人員的燈之概念可見諸衆多文獻、電影及商業的 場合。判定彼此先後應啟用哪個燈的一當前使用之解決方 案係看是否有兩個燈在實體空間上彼此接近，但是此不夠 有效；舉例而言，在平行而僅有少量灌木分開的兩個人行 道的情形中，當靠近人行道之光照見一行人時該等燈將立 即啟動；而後該平行人行道上之燈亦將啟動，此係非所欲 的。當燈係在兩個不同樓層上或由一薄牆壁分開時可見到 相同的情形。 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種用於一照明之自動配置的系 統及方法。 藉由獨立技術方案之標的而達成該目的。由附屬技術方 案展示進—步實施例。 本發明之一基本理念係配置數個燈之一網路中的照明， 其中該網路之一燈取決於其本身之直接環境中的存在偵測 及该網路之其他燈之環境中所偵測的存在而調整其光發 射。根據本發明之—實施例，一燈可進一步考量啟動此等 存在偵測器中的歷史型樣以調整啟光發射。更明確言之， 本發明係基於以下洞見：藉由用數個燈之一網路中燈之不 146727.do, 201100707

同偵測器分析存在偵測之型樣，而就一人員即將在一給定 燈下通過會有多大可能性（給定該人員當前正於另一燈下 通過）的方面而言，可發現哪些燈係彼此接近。根據本發 明之一實施例，該分析可藉由在數個燈之一網路中建立一 遞迴式神經網路而完成’其中在該遞迴式神經網路中，所 有由每個燈所發射之光量兼為至網路的一輸入及一輸出節 點二者。當然、’執行該分析的其他方法亦係可行的。本發 明容許利用數個燈之一網路而為在一人員到達某一區域： 刖使燈持續亮的某一區域自動配置一照明。 本發明之-實施例提供—種用於自動配置一照明的系 統，其中該系統包括： -數個燈之一網路’其中每個燈係耦合至一存在偵測器 且可從i網路中之其他燈及/或存在感測器處接收信號， 其中-接收之信號指示由輕合至傳輸該信號之該燈之存在 僅測器所偵測的一活動，且其中 ⑶’個燈取決於從其他燈處接收之該信號及其存在偵測 盗之量測而調整其光發射。在該網路中，各燈可包括其自 身的存在㈣$ ’但是—存在伯測器亦可由若干燈共用， Γ如一串之四相㈣。再者，可提供多於燈數的存在伯測 :’使得不僅可將-_合至—存在偵卿，亦可將其搞 口至二或多於二個存在價測器或者可將不直_合至—燈 存在偵測器合併。耦合至一燈之存在偵測器可經調適以 r出員之存在及/或移動。網路可係以有線或無線方式 成於所有燈之間。在該網路中，-信號可從-燈處發送 H6727.doc -5- 201100707 至與其實體接近的燈’但是亦可假設通過（例如）跳躍而可 使該信號發送至該網路中之所有燈。 一燈可藉由執行以下動作而調整其光發射： -從其他燈處接收活動等級及其存在偵測器之該量測作 為輸入； ' -處理該等接收之輸入；及 _取決於該處理而調整該光發射。一燈之活動等級可由 在-預定範圍内之一數量表示’且該數量判定由輕合至該 燈之一存在偵測器所偵測的活動。 -從另-燈處接收之活動等級包括㈣合至此燈之該存 在偵測器所偵測的活動歷史； -該等接收之輸人之該處理可包括自存在偵測器所偵測 之該活動歷史之一獲悉，以判定一人員之移動；及 -該光發射係基於一人員之該所判定之移動而調整。因 此，各燈可儲存由编合至該燈至一存在偵測器所侦測的活 動及其他存在侧n的活動，使得可執行歷史活動資料的 分析，用以獲悉一人員如何在該等存在偵測器下移動。舉 例而言，當-第-燈之活動等級減少，且接近設置於該第 -燈之-相鄰第二燈的活動等級增加時，則其可自從兩個 燈處接收之活動等級之過程（一人員在從該第一燈至該第 二燈的方向上移動）的分析獲悉，I其可獲悉到該人員可 能即將進人輕合至在該燈網路中接近定位於該第二燈的一 第三燈之存在偵測器之區域。若（例如）藉由評估無線電作 號之強度及/或從-燈傳輸-活動等級的信號之歷時而筛 146727.doc 201100707 選所接收的輸入，則亦可加速該獲悉過程。舉例而言，對 輸入之篩選係僅當信號具有大於一預定值之一無線電信號 強度或歷時小於一預定值時’始將信號納入輸入處理之考 * 量。由於可減小接收的輸入，故此容許僅處理從接近相鄰 • 之燈處接收的輸入並加速獲悉。 此外，本發明之一實施例係關於一種用於自動配置數個 燈之一網路中之一照明的方法，其包括以下動作： 0 -從該網路中之其他燈處接收信號，其中一接收信號指 示由耦合至傳輸該信號之該燈的一存在偵測器所偵測的一 ' 活動； -接收耦合至該燈之一存在偵測器的一量測；及 -取決於從該等其他燈處接收之該等信號及耦合至該燈 之該存在偵測器之該量測而調整該燈之光發射。該方法可 貫施為一種用於網路化燈之光發射且因此自動配置一照明 的控制肩舁法。其可貫施於燈中，或用於燈之網路的一中 〇 央控制器中’該中央控制器經調適以主要控制由該燈網路 建立的照明。 該等接收之輸入之該處理可包括用一加權函數處理該等 輸入，其中每個輸入經加權且所使用之權值係取決於由— 或夕個存在偵測器所偵測之活動而持續調整。該加權容許 調整—燈之光發射使其與其他燈下之活動及該其他燈下一 人之移動或存在一致。 取決於由-或多個存在偵測器所㈣之該活動的該等權 值之該調整包括： 146727.doc 201100707 -若轉合至此等燈之該等存在偵測器在一預定時間跨度 内镇測到活動及/或若此等燈之活動等級依循相同的型 樣’則增加二或多於二個燈之該等權值；否則 _減少二或多於二個燈之該等權值。因此，若（例如）相鄰 燈之存在彳貞測器偵測到一增加的活動，則一燈之光發射憎 加。相對地’若相鄰燈之存在偵測器未展示增加的活動， 則一燈之光發射可由於該燈下明顯無人存在而減少。 該等接收輸入之該處理亦可包括用一雙彎曲函數、—徑 向基底函數或一軟性極大啟動函數處理該等輸入。此等函 數通常係應用於類神經網路中且可係適於亦給定一適當輪 出，以調整一燈之光發射。 用於處理該等輸入之該函數進—步包括由於單獨或額外 使用燈之啟動的一時間延遲，該等燈之啟動在時間上係偏 後的一預定步驟。 本發明之一其他實施例係關於一種經調適以搭配本發明 之—系統一起應用且如上所述的燈，其中該燈包括： —光源； 通信單元，其用於建立網路連接且與其他燈通信； -一存在债測器； -一記憶體，其儲存該燈之一配置及取決於自其他燈接 收之輪入及該偵測器之量測而用於控制該燈之活動的一程 式，及 -一處理單元，其用於執行儲存於該記憶體令之該程 式。此燈可合併為-實體並容許快速且容易地安裝根據本 146727.d〇c 201100707 發明用於自動配置一照明 、、月的一系統。該燈之該通信單元 經調適而以有線或無線方式 乃八興相鄰燈自動建立網路連接。 該存在谓測器可係可調整的 J M谷許該燈之弹性使用及安 裝。 本發明之一實施例搓 — j杈供種致使一處理器可執行根據本 發明且如上所述之方法的電腦程式。

根據本發明之-其他實施例，可提供儲存根據本發明之 —電腦程式的—記錄載體，例如-CD_R〇M、- DVD、- ^憶卡、-磁碟、網際網路記憶體裝置或適於儲存用於光 學或電子存取之電腦程式的一類似資料載體。 本發明之-其他實施例提供—經程式化以執行根據本發 明之一方法的電腦，諸如一 pc(個人電腦），該電腦可實施 (例如）數個燈之一網路之一中央控制器且自動西己置照明。 將參考下文所述之實施例闡明本發明的此等及其他態 樣，且據此本發明的此等及其他態樣將變得顯而易見。 下文將參考例示性實施例更詳細地描述本發明。但是， 本發明不受限於此等例示性實施例。 【實施方式】 在下文中，功能類似或相同的元件可具有相同的參考數 字。 圖1根據本發明繪示一種用於自動配置數個燈丨2 一網路 中之照明的系統1 〇，該等燈12之各者係轉合至一存在或移 動偵測器14。該等燈12係設置於一矩形柵格中且可係（例 如）安裝於一樓梯中。應注意，原理上本發明係可應用於 146727.doc 201100707 任一網路拓撲，且其不受限於—矩形柵格。每個燈12可與 其在柵格中的直接相鄰者通信，且由於該網路經配置以供 訊息跳躍（亦即，柵格中從—第一燈發送至一第二燈的一 。礼心可經由若干燈而被路由），故每個燈丨2亦可與該柵格 中之其他燈通信。 每個燈保持一預定範圍内的一數量，例如來自^…丨（但 其可為任一數量）’此判定該燈之強度如何（〇為關閉且1為 全亮）。每個燈藉由採取由其本身之存在偵測器丨4所偵測 的活動量之正規化加權求和，而有規則地更新其當前啟動 (其亦輸出某一間隔内之一數量或者簡單地返回〇或i或任 一其他兩個隨機數量）。此更新兼可同步或非同步地發 生汶存在偵測器14係可偵測人員之存在及移動且係經設 置以使其涵蓋燈12下亦由該燈丨2顯目顯示的一區域。 每個燈12係經進一步配置以在網路中廣播其活動等級以 使其他燈可接收該活動等級作為輸入。該活動等級係藉一 t號傳輪且亦可被實施為例如一預定範圍（自〇至丨）内之一 數字，該數字指示由耦合至該燈之存在偵測器偵測的活 動。可由每個燈週期性廣播該活動等級，其中每個燈將含 有其活動等級之一彳g號傳輸至網路中的所有其他燈。每個 燈12進一步經調適以儲存該等活動等級之歷史且經調適以 傳輪具其活動等級之廣播之歷史，使得一接收燈可判定由 傳輪活動等級之歷史的燈之存在偵測器所偵測的活動之進 程活動寺級之歷史谷岭一燈向此獲悉且可更佳地調整其 對一人員之移動的光發射。 146727.doc -10- 201100707 Ο ο ’用路中4個燈12接收拇格之所有其他燈的活動等級 及搞合至該燈12之存在偵測器14的量測作為輸入。每個燈 ，如)藉由評估無線電信號之強度及/或從另一燈傳輸的 一信:°之歷時而可篩選所接收的輪入。特定言之，可忽視 ，遠離接收燈而定位之燈的輸入，因為由該等燈摘測 之活動對接收燈之本端照明配置可能僅有很小的影響或甚 至無影響。篩選可具有減少由一燈待處理之資訊量的優 點，且因此可加速向接收之輸入的獲悉過程。每個燈12取 決於處理权序而處理經特別筛選的輸入且調整其光發射以 作為輸出。輸入之處理可藉由將一函數應用至該等輸入並 產生一適當輸出以調整所發射之光而執行。所應用之函數 可係-獲悉函數，其係經調適以獲悉由網路中其他燈之存 ^貞測器所_的活㈣級之接收歷史。在本發明之特殊 實施例中，所應用的函數可為如通常在遞迴式神經網路中 使料一函數，諸如—正規化加權求和、—η曲函數、 一徑向基底函數或一軟性極大啟動函數。 圖2藉由-方塊圖繪示根據本發明之一燈的一實施例。 燈㈣體現為一實體且包括一存在㈣器“，例如一 附CCD聲納’ -可控制光源16 ; -通信晶片18 ; 一 記憶㈣及-微控制器22。該微控制器22係該燈Μ之中央 控制單元且執㈣存於該記憶體腳的—程式，咳、 施用以配置該可控制光源16之照明或光發射的一方法：二 可控制光源16從該微控制器22處接收調整其光發射的一产 號。該微控制㈣從該存在_心處接收量測且從„ I46727.doc 201100707 k晶片18(其係與如圖i所示之燈網路中的其他燈Μ相連）處 接收資料以作輸人。來自通信晶片之f料係由網路之所有 燈12所傳輸的活動等級。該程式組態該微控制器η以處理 所接收的輸入並產生一適當信號以調整該光源Μ之光發 射。該程式可實施上述函數之—者，舉例而言，在一人造 神經網路巾使料典型函數，特定言之，―遞迴式神 路。 圖3繪示根據本發明之—燈之—其他實施例的一方塊 圖，其中函數之-硬體實施制於處理輸人。該硬體函數 可（例如）藉由一 ASIC(特定應用積體電路）或—FpGA(場可 程式化閘極陣列)實施。在所示實施例中，圖2之實施例的 記憶體20及微控制器22係由一硬體實施替換，該硬體實施 包括一權值處理單元24 ; X個加權函數W1、W2、 WX， 其用於加權x個輸人（亦即存在仙】器14之量測及χ ι燈網 路之X-1活動等級具有適當的權值）；及一求和及正規化單 元26,其用於求和加權輸入且使求和結果正規化。該權值 處理單元24處理來自接收調整用於加權函數、 W2、...WX的信號之輸入。此外，該權值處理單元24輸出 至對應加權錢的燈X]之活動等級，該燈χ ι之活動等級 係經由燈之網路而從通信晶片18處接收，亦即，燈1之活 動等級對應至加權函數^、燈2之活動等級對應至加權函 數W3以此通推。该權值處理單元24取決於存在偵測器 14之蓋測而有規則地更新當前啟動。該權值處理單元亦 有規則地更新網路中其他燈之活動等級的權值。此係藉由 146727.doc 201100707 該權值處理單元24使用以下量測而完成： 若兩個燈之存在偵測器同時或彼此先後相差無幾的看見 活動，則用於加權彼此之活動等級的此二個燈之權值增 加。若有時間差值，則當然取決於哪個燈首先看見活動而 可使用一差值更新規則。 Ο

比較兩個燈之活動等級：若其等之活動等級依循相同型 樣，例如若一者為高（低）而另一者亦為高（低），或當其等 之啟動衍生均為正（負），則應增加其等之權值。 此等規則應被解讀為若在任一時刻不及時應用此等規 則，則應減少用於彼此加權之燈的權值。如上所述之權值 的處理促成一照明系統，該照明系統可隨機放置燈且將自 動配置該等燈自身以使其等在—正通過的人員面前點亮且 在該人員之後慢慢調暗。 由此程序解決的主要問《乃係當欲為某-區域設定-照 明系統且欲使燈在—人W達某—區域之前持續亮時，須 在某-感測器處有啟動時指定哪個燈須開啟，且須明確推 斷使用者將行之方向。但是此皆由本發明自動配置。支援 本發明的一第-洞見乃係藉由用燈網路中之不同偵測器分 析存在制之型樣，而就-人員即將在-給定燈下通過會 有多大可能性（給定該人員當前正於另-燈下通過）的方面 而言，可發現哪些燈係彼此接近。—第二洞見乃係藉由建 立-遞迴式神經網路而可完成分析，#中所有由每個燈所 發射之光量兼為至網路的一輸入及一輪出節點二者。一第 二次要洞見乃係若存在_器及燈形成-實體，則該存在 146727.doc •13- 201100707 偵測器與該燈間之輕合係自動的。 本發明可用於所有類型的照明系統，其 應”提前預料”-人員將往之處並預先開啟燈 = 可看見她/他將往之處。但是本發明亦可在諸如二:: 術系統的其他情形中使用，其中（例如）藉由裝飾燈、投射 於牆壁或天花板上之視訊或電腦影像，或以諸如聲音及水 的其他輸出形態而使該系統在某種程度上追隨使用者。 本發月之至些功能可藉由硬體或軟體予以執行。在 !體實施之情況下，-單-或多個標準微處理器或微控制 态可用以處理一單一或多個實施本發明的演算法。 應注意用詞「包括」不排除其他元件或步驟，且用詞 一一或一個」不排除複數個。此外，申請專利範圍中的任 參考彳示§己不應解釋為限制本發明之範圍 【圖式簡單說明】 圖1繪示根據本發明用於自動配置—照明的—系統之一 實施例； / 統之一燈的—第一實施例；及 統之一燈的一第二實施例。 圖2繪示可應用於圖1之系 圖3繪示可應用於圖1之系 【主要元件符號說明】 10 系統 12 燈 14 存在/移動偵測器 16 可控制光源 18 通信晶片 146727.doc -14- 201100707 20 22 24 26 記憶體 微控制器 權值處理單元 求和及正規化單元 ❹ Ο 146727.doc -15-

Claims (1)

1. 201100707 七、申請專利範圍： 1· 一種用於自動配置~昭日日AA么^ , 把明的系統（10)，其中該系統包 括： 數個燈（12)之-網路，纟中每個燈絲合至—存在摘 測器（14)且可從該網路中之其他燈處接收信號，其中一 接收信號指示由耦合至傳輸該信號之該燈之存在偵測器 所偵測的一活動，且其中 0 每個燈取決於從其他\燈處接收之該信號及其存在偵測 器之量測而調整其光發射。 2.如請求項1之系統，其中一燈係藉由執行以下動作而調 整其光發射： 從該等其他燈處接收活動等級及其存在偵測器之該量 測作為輸入； 處理該專接收之輸入；及 取決於該處理而調整該光發射。 Q 3·如請求項2之系統，其中 一從另一燈處接收之活動等級包括由耦合至此燈之該 存在偵測器所债測的活動歷史； •該等接收之輸入之該處理包括自存在偵測器所彳貞測之 該活動歷史之一獲悉，以判定一人員之移動；及 5亥光發射係基於一人貝之該所判定之移動而調整。 4·如請求項2或3之系統，其中該等接收之輸入之該處理包 括用以一加權函數處理該等輸入，其中每個輸入經加權 且所使用之權值係取決於由一或多個存在偵測器所偵測 146727.doc 201100707 之活動而持續調整。 5. 如請求項4之系統，其中取決於由一或多個存在偵測器 所偵測之該活動的該等權值之該調整包括： 若麵合至此等燈之該等存在偵測器在一預定時間跨度 内偵測到活動及/或若此等燈之該等活動等級依循相同的 型樣，則增加二或多於二個燈之該等權值；否則 減少二或多於二個燈之該等權值。 6. 如請求項2或3之系統，其中該等接收之輸入之該處理包 括用一雙彎曲（sigmoid)函數、一徑向基底（radiai 函數或一軟性極大啟動（s〇ftmax activati〇n)函數處理該 等輸入。 7. 如請求項4之系統，其中用於處理該等輸入之該函數進 一步包括由於單獨或額外使用燈之啟動的一時間延遲， §亥等燈之啟動在時間上係偏後的一預定步驟。 8. —種燈（12)，其係經調適以搭配如前述請求項中任一項 之系統一起應用且其包括： 一光源（16); 一通信單元（18)，其用於建立網路連接且與其他燈通 信； 一存在偵測器（14); -記憶體（2G) ’其儲存該燈之—配置及取決於自其他 燈接收之輸人及該存在偵測器之量測而用於控制該燈之 活動的一程式；及 處理單元（22) ’其用於執行儲存於該記憶體中之該 146727.doc 201100707 程式。 用於自動配置數個燈之一網路中之一照明的方法， 该方法包括以下動作： " 從該網路中之其他燈處接收信號，其t一接收信號指 . 不由耦合至傳輸該信號之該燈的一存在偵測器所偵測的 一活動； 接收耦合至該燈之一存在偵測器的一量測；及 0 取決於從該等其他燈處接收之該等信號及耦合至該燈 之該存在偵測器之該量測而調整該燈之光發射。 10.如叫求項9之方法，其中該等接收之信號含有來自該等 燈之活動等級且該燈之該光發射係取決於作為輸入的該 等活動等級的一處理及該存在偵測器之該量測而調整。 11 _如請求項1 〇之方法，其中 一從另一燈處接收之活動等級包括由耦合至此燈之該 存在偵測器所偵測的活動歷史； 〇 5亥等接收之輸入之該處理包括自存在偵測器所偵測之 δ亥活動歷史之一獲悉，以判定一人員之移動；及 該光發射係基於一人員之該所判定之移動而調整。 .12·如請求項9或丨〇之方法，其中該等輸入之該處理包括用 . 一加權函數處理該等輸入，其中每個輸入經加權且所使 用之權值係取決於由一或多個存在偵測器所偵測之活動 而持續調整。 13.如請求項11之方法，其中取決於由—或多個存在偵測器 所偵測之該活動的該等權值之該調整包括： 146727.doc 201100707 若耦合至此等燈之該等存在偵測器在一預定時閭跨度 内偵測到活動及/或若此等燈之該等活動等級依循相同的 型樣，則增加二或多於二個燈之該等權值；否則 減少二或多於二個燈之該等權值。 14. 15. 16. 17. 如請求項10或η之方法，其中該等接收之輸入之該處理 包括用一雙彎曲函數、一徑向基底函數或—軟性極大啟 動函數處理該等輸入，及/或其中用於處理該等輸入之該 函數進步包括由於單獨或額外使用燈之啟動的一時間 延遲，該等燈之啟動在時間上係偏後的—預定步驟。 一種致能一處理器執行如請求項9至14中任一項之方法 的電腦程式。 一種儲存如請求項15之電腦程式的記錄载體。 一種經程式化以執行如請求項9至14中任一項之方法的 電腦。 146727.doc